Руководство по проектированию морских причальных сооружений

16.10. Расстояние между лицевой стенкой и тыловой анкерной опорой допускается определять по формуле

                           [111]

где Н_c - высота стенки сооружения;

t - расстояние от поверхности территории до подошвы анкерной плиты или до точки, отстоящей на 2Dt вверх от подошвы анкерной стенки [Dt - то же, что в п. 20.22 (16.22)];

b - ширина фундаментной плиты.

17 (12). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ УГОЛКОВОГО ТИПА С ВНУТРЕННЕЙ АНКЕРОВКОЙ 17.1 (12.1). Расчеты причальных сооружений уголкового типа с внутренней анкеровкой на устойчивость по схеме плоского сдвига и общую устойчивость, а также определение толщины постели и нормальных контактных напряжений выполняют по указаниям пп. 14.5 (9.3) - 14.12 (9.10) и 15.1 (10.1) - 15.4 (10.4).

17.2 (12.2). Изгибающие моменты и поперечные силы, действующие в лицевой плите уголковой стенки с внутренней анкеровкой, определяют па основе расчетов, выполняемых в соответствии с указаниями пп. 15.1 (10.1), 15.2 (10.2), 15.4 (10.4) - 15.6 (10.6).

17.3 (12.3). Усилия, действующие в фундаментной плите, допускается определять обоснованными методами расчета с учетом воздействия лицевой вертикальной плиты, анкерной тяги, пригрузки от грунта засыпки за стенкой, а также неравномерности планировки постели.

17.4 (12.4). Растягивающее усилие в анкерной тяге определяется как опорная реакция из статического расчета лицевой плиты в вертикальном направлении. Изгибающий момент в анкерной тяге, возникающий под действием давления зависающего грунта, эксплуатационных нагрузок и собственного веса тяги, допускается определять обоснованными методами из расчета простой балочной системы с учетом закрепления концевых сечений анкера по опорным сечениям лицевой и фундаментной плит.

17.5 (12.5). Расчет лицевой и фундаментной плит на прочность и трещиностойкость выполняется по главам СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП и пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11) настоящего Руководства.

При этом лицевая плита в вертикальном направлении рассчитывается на внецентренное сжатие, в горизонтальном - на изгиб.

(Измененная редакция).

17.6 (12.6). Анкерная тяга и ее крепления рассчитываются на прочность в соответствии с указаниями главы СНиП II-23-81, а также п. 13.17 (8.9).

(Измененная редакция).

18 (13). РАСЧЕТ УГОЛКОВЫХ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ КОНТРФОРСНОГО ТИПА 18.1 (13.1). Расчеты уголковых стенок контрфорсного типа на плоский сдвиг и общую устойчивость, а также определение нормальных контактных напряжений и толщины постели выполняются по указаниям пп. 14.5 (9.3) - 14.12 (9.10), 15.1 (10.1) - 15.4 (10.4).

18.2 (13.2). При расчете лицевой плиты контрфорсной стенки в горизонтальном направлении [см. п. 15.5 (10.5)] расчетную эпюру активного давления следует определять как разность эпюры активного давления, построенной по указаниям пп. 13.30 (8.20) - 13.34 (8.24) и 15.2 (10.2), и треугольной эпюры трения с вершиной на территории причала.

При расстоянии между контрфорсами 4 м основание эпюры трения принимается равным 0,2 нижней ординаты эпюры активного давления, при расстоянии между контрфорсами 2 м - 0,3 нижней ординаты эпюры активного давления [рис. 24 (14)].

С целью увеличения точности оценки экранирующего эффекта контрфорсами рекомендуется пользоваться прил. 7.

Расчет лицевой плиты при одном контрфорсе выполняется по схеме консольной балки, при двух контрфорсах - по схеме однопролетной балки с консолями.

По высоте сооружения рекомендуется выделять сечения лицевой плиты шириной 1 м с равномерной нагрузкой, равной средней интенсивности по расчетной эпюре распора для выделенного сечения.

Проведенные сопоставительные расчеты показали, что для наиболее характерных углов внутреннего трения засыпки j = (30 ÷ 40)° величина разгружающего влияния для принятых конструктивных решений стенок составляет порядка 25 - 35 % от исходной эпюры распора, построенной в соответствии с указаниями пп 13.30 (8.20) - 13.33(8.23).

Допускается интенсивность средних давлений на лицевую плиту контрфорсной стенки на основе экспериментальных исследований определять по формуле

                                           [112]

где  - интенсивность давления на стенку без контрфорсов [см. п. 13.30 (8.20)];

 - эмпирический коэффициент уменьшения давления, определяемый по формуле

                                                 [113]

b - ширина контрфорса, принимаемая на уровне пересечения тыловой линии контрфорса с плоскостью обрушения, проведенной из точки на лицевой плите, в которой определяется давление;

d - толщина контрфорса;

l_к - расстояние (шаг) между контрфорсами;

h_к - глубина, отсчитываемая от верха контрфорса;

Н - высота контрфорса;

- коэффициент, принимаемый

при d/l_к

0,0

0,1

0,2

0,3

m_к

0,51

0,43

0,35

0,26

Рис. 24 (14). Эпюры давления на лицевую стенку контрфорсной конструкции:

а - активного грунта и нагрузок; б - трения; в - суммарная

18.3 (13.3). Лицевая плита контрфорсной стенки в вертикальном направлении рассчитывается по схеме тавровой консольной балки на нагрузку от горизонтальной составляющей швартовного усилия, перпендикулярной кордону [учитывая указания п. 15.4 (10.4)] на нагрузку от распора [с учетом указаний п. 15.2 (10.2)]. Сбор нагрузок на контрфорс производится с ширины, равной сумме прилегающих полупролетов.

18.4 (13.4). Фундаментная плита рассчитывается с учетом неполноты контакта поверхности плиты с постелью на суммарную нагрузку от реактивного давления постели снизу (нормальные контактные напряжения) и от пригрузки сверху от собственного веса конструкции и грунта засыпки, а также временных нагрузок.

Неполнота контакта компенсируется увеличением реактивных контактных напряжений от постели за счет условного исключения из расчета части площади фундаментной плиты, равной 0,5la₁, где а₁ - ширина переднего выступа плиты [рис. 25 (15) и рис. 26 (16)]. При этом краевые контактные напряжения определяются по формуле

                                         [114 (57)]

где g - вертикальная составляющая равнодействующей всех нагрузок, действующих, по ширине b [см. также п. 14.2 (9.2)];

F - площадь плиты в контуре ABCDEF [см. рис. 25 (15)], по которой осуществляется контакт с постелью;

М_x и М_y - моменты от вертикальной составляющей равнодействующей всех нагрузок относительно соответствующих осей, проходящих через центр тяжести сечения контакта фундаментной плиты с постелью в контуре ABCDEF [см. рис. 25 (15)], определяемые по формулам:

                                                         [115]

                                                         [116]

W_x и W_y - моменты сопротивления площади подошвы фундаментной плиты в контуре ABCDEF относительно соответствующих осей, определяемые по формулам:

                                                         [117]

                                                        [118]

I_x и I_y - моменты инерции площади подошвы фундаментной плиты в контуре ABCDEF относительно соответствующих осей;

y_i и x_i - расстояния от точки фундаментной плиты, в которой определяется контактное напряжение, до соответствующих осей.

При проведении статических расчетов фундаментной плиты [см. рис. 26 (16)] передний выступ следует рассчитывать в направлении, перпендикулярном линии кордона, по схеме консольной балки.

Расчет тыловой части фундаментной плиты в направлении, параллельном линии кордона, при одном контрфорсе производится по схеме консольной балки, а при двух контрфорсах - по схеме однопролетной балки с консолями.

При этом рекомендуется выделять сечения плиты шириной 1 м и загружать нагрузкой средней интенсивности по суммарной эпюре давления [см. рис. 26 (16), б и г].

Рис. 25 (15). Схема расчета фундаментной плиты с учетом неполноты контакта с основанием:

О - центр тяжести площади контакта плиты с постелью; О₁ - центр тяжести основания фундаментной плиты; О₂ - точка приложения силы g [а - см. формулу 73 (36)].

Методика статического расчета фундаментных плит с учетом неполноты контакта нижней поверхности с каменной постелью была применена при проектировании причального сооружения этого типа, осуществленного в Новороссийском порту, и может быть допущена в расчетах в связи с положительным опытом эксплуатации данного сооружения.

Для совершенствования методики расчета фундаментных плит необходимо дальнейшее проведение экспериментальных и натурных исследований.

Рис. 26 (16). Схема расчета фундаментной плиты сборной уголковой контрфорсной стенки:

а - план сборного блока уголковой контрфорсной стенки; б - результирующая эпюра нагрузок на фундаментную плиту; в - схема работы переднего выступа фундаментной плиты; г - схема работы тыловой консоли фундаментной плиты; 1 - передний выступ фундаментной плиты; 2 - лицевая плита; 3 - контрфорс; 4 - тыловая консоль фундаментной плиты.

18.5 (13.5). Расчеты лицевой плиты, контрфорса и фундаментной плиты на прочность и трещиностойкость следует выполнять в соответствии с указаниями глав СНиП II-56-77, СНиП 2.03.01-84, Руководств к указанным СНиП, а также пп. 13.15 (8.7), 13.16 (8.8), 13.18 (8.10) и 13.19 (8.11) настоящего Руководства.

Примечание. Для фундаментной плиты следует принимать двойное армирование, так как она рассчитывается по двузначной эпюре давления [см. рис. 26 (16), б].

(Измененная редакция).

19 (14). РАСЧЕТ ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИЗ МАССИВОВОЙ КЛАДКИ 19.1. Указания настоящего раздела распространяются на гравитационные причальные сооружения традиционного облегченного профиля из правильной кладки бетонных монолитных массивов с перевязкой швов или столбами без перевязки швов и на причальные сооружения из столбовой кладки пустотелых бетонных массивов.

Рекомендации по применению пустотелых массивов в причальных сооружениях диктуются высокими технико-экономическими показателями по сравнению с кладкой из обычных массивов, обладающих значительными резервами несущей способности в связи с условием положения равнодействующей в пределах ядра сечения, что приводит к обеспечению запаса по контактному сдвигу в пределах двукратной величины против нормированного значения. Кроме этого, существующий опыт и исследования показывают, что без снижения резервов несущей способности и долговечности причальных сооружений из пустотелых бетонных массивов удается получить существенное сокращение материалоемкости и достаточно высокие технико-экономические показатели. Такие причальные сооружения запроектированы и построены в порту Туапсе (причал № 11 на широком молу).

В настоящем разделе Руководства даны указания по расчет причальных сооружении из кладки монолитных бетонных массивов. Сооружения из кладки пустотелых бетонных массивов следует рассчитывать по указаниям РД 31.31.28-81 «Руководство по проектированию причальных сооружений из пустотелых бетонных массивов».

19.2 (14.1). При расчете причальных сооружении, указанных в п. 19.1, по первой и второй группам предельных состояний следует рассматривать пять случаев загружения территории [рис. 27 (17)]:

I случай - временная нагрузка располагается за пределами стенки, начиная от тылового обреза разгрузочной платформы. При таком расположении нагрузки выполняются расчеты на устойчивость по схеме плоского сдвига по контакту стенки с постелью, совместно с постелью и по швам кладки, проверяется положение равнодействующей нагрузок (эксцентриситет), по подошве стенки и в швах кладки, а также в необходимых случаях - устойчивость на опрокидывание (на поворот вокруг переднего ребра);

II случай - временная нагрузка располагается над тыловой частью сооружения и распределяется на 1/3 ширины массива предпоследнего курса кладки. Указанный случай является определяющим при проверке растягивающих нормальных напряжений со стороны акватории в шве основания верхнего курса массивов;

III случай - временная нагрузка располагается над стенкой до линии кордона или линии возможного загружения по технологическим условиям. В указанном расчетном случае определяются максимальные нормальные контактные напряжения в каменной постели на контакте с основанием стенки и в грунте основания на контакте с каменной постелью. Кроме того, определяются толщина постели, а также усилия в лицевой стенке надстройки при расчете ее по прочности и раскрытию трещин;

Рис. 27 (17). Расчетные схемы загружения причала для конструкции из кладки массивов (римскими цифрами показаны случаи загружения):

1 - отметка кордона; 2 - линия кордона; 3 - колея портала; 4 - обратный фильтр; 5 - каменная разгрузочная призма; 6 - каменная постель; 7 - отметка дна; а - величина, которая принимается по нормам технологического проектирования морских портов.

IV случай - временная нагрузка располагается за пределами надстройки над тыловой частью сооружения. Указанный расчетный случай является определяющим для расчета устойчивости надстройки;

V случай - по п. 14.12 (9.10) настоящего Руководства при расчете на общую устойчивость по круглоцилиндрическим поверхностям скольжения (сдвига) [метод К.Терцаги; см. также рис. 20 (10)].

(Измененная редакция).

19.3 (14.2). Распорное давление на стенку из кладки массивов от собственного веса грунта и временных нагрузок определяется в соответствии с указаниями пп. 13.30 (8.20) - 13.34 (8.24) с учетом трения материала засыпки по тыловой плоскости стенки (по плоскости восприятия распора).

При этом следует иметь в виду, что:

а) угол трения d материала засыпки по грунту в пределах высоты надстройки принимается равным углу j_з внутреннего трения материала засыпки;

б) угол трения d каменной наброски по тыловой поверхности бетонных массивов в пределах высоты разгрузочной призмы принимается равным 0,5j_к (j_к - угол внутреннего трения каменной наброски);

в) угол трения d материала засыпки по тыловой поверхности бетонных массивов (из-за ограниченного простирания слоя каменной отсыпки) принимается равным 0,5j_з.

19.4 (14.3). В пределах высоты надстройки при расчете ее на устойчивость угол наклона a плоскости восприятия распора в грунте засыпки и соответствующий ему угол обрушения b определяются в соответствии с указаниями п. 13.33 (8.23).

Примечание. При надстройках высотой до 3 м и временной нормативной нагрузке q^н £ тс/м² плоскость восприятия распора вертикальна и угол обрушения b вычисляется при a = 0 и S_b = 0.

19.5 (14.4). В пределах каменной разгрузочной призмы эпюра активного давления строится по указаниям п. 13.34 (8.24).

Ординаты Ds_i дополнительного давления от пригрузки грунта из-за неполноты простирания каменной наброски [рис. 28 (18)] рассчитываются по формуле [45 (20)].

В указанном случае ординаты Ds_i равны:

в точке

                                 [119 (58)]